Аннотация результатов, полученных в 2019 году
Проект направлен на разработку научных основ создания продуктов питания, обладающих повышенной пищевой и биологической ценностью, из недоиспользованных объектов морского промысла Арктических морей на основе биотехнологических решений. Ценность рыбного сырья определяется высоким содержанием в нем белка, жира, а также микроэлементов, витаминов. В этой связи трудно переоценить научную и прикладную значимость исследований, направленных на разработку нового поколения пищевой продукции из биоресурсов Арктического региона. так называемые недоиспользуемые объекты промысла, включающие некоторые виды рыб (путассу, сайка), беспозвоночные животные (морские ежи и др.), водоросли (ламинариевые и фукусовые) являются потенциальным резервом для производства ценных пищевых продуктов. В настоящем проекте предлагается создать несколько видов продукции из недоиспользованных объектов морского промысла в Арктическом регионе, применяя комбинацию современных традиционных и биотехнологических методов переработки сырья. Во-первых, это пищевые ингредиенты (пребиотики, вспомогательные технологические добавки) с высокой добавленной стоимостью, полученные из бурых водорослей. Во-вторых, это новый тип функциональных пищевых продуктов с повышенной пищевой и биологической ценностью, полученных с использованием пробиотиков и/или пребиотиков, в том числе пищевых ингредиентов из морских водорослей. Актуальность научных исследований связана с необходимостью развития ресурсосберегающих технологий и создания пищевой и кормовой продукции широкого ассортимента, с высоким уровнем качества, отвечающей требованиям потребителей. Такая задача Стратегии развития морской деятельности России до 2030 года с приоритетами рационального природопользования в Арктике и в Основах государственной политики РФ в Арктике на период до 2020 года и дальнейшую перспективу. Использование современных биотехнологий – один из путей решения поставленной задачи. Научная новизна проекта состоит в создании пищевых продуктов из недоиспользованных объектов морского промысла Арктического региона, характеризующихся сбалансированностью состава, повышенной пищевой/биологической ценностью, благодаря использованию современных биотехнологических решений (с применением нутрицевтиков, пробиотиков и пребиотиков). http://www.mstu.edu.ru/science/grants/projects/16-16-00076-rnf/ При выполнении первого этапа проекта (первый год) проведены следующие работы и получены соответствующие результаты. 1. Выбраны подходящие пробиотические микроорганизмы – бактерии Lactobacillus plantarum B-7636 для ферментации рыбного фарша из мышечной ткани недоспользованного рыбного сырья (мышечная ткань северной путассу, Micromesistius poutassou). Выбранные пробиотическими бактерии обладают протеолитической активностью в отношении рыбных белков саркоплазматической и миофибриллярной фракций в условиях, соответствующих технологическому процессу производства функциональных продуктов из гидробионтов. Показано, что протеазы L. Plantarum принимают активное участие в расщеплении белков, увеличении количества аминного азота и небелковых веществ в образцах рыбного фарша во время ферментации. Это приводит к изменению структуры мышечных волокон, улучшению органолептических показателей, обогащению рыбного фарша легкоусвояемыми веществами (пептидами). Определены функционально-технологические, биохимические и микробиологические показатели рыбного фарша из северной путассу в процессе ферментации. Определено необходимое время и температура ферментации. 2. Определены закономерности развития пробиотических бактерий (L. plantarum) в рыбном фарше во время ферментации при температуре 37 °С в течение 24 часов. Получена кривая роста культуры L. plantarum. Показано, что начало первой логарифмической фазы роста, характеризующейся интенсивным ростом бактерий, происходит в течение первых 4 часов ферментации. Затем логарифмическая фаза роста сменяется фазой отмирания клеток. Гибель пробиотических культур наблюдается в период от 4 до 12 часов, что связано с адаптацией микроорганизмов к изменяющимся условиям окружающей среды (температура, кислотность, антагонистические взаимоотношения между разными видами микроорганизмов, содержащиеся в естественной микрофлоре рыбного фарша, снижение количества легкодоступных для питания веществ). Показано, что после фазы отмирания наблюдается повторный переход к логарифмической фазе роста. Санитарно-показательные микроорганизмы в фарше во время ферментации отсутствовали. Установлено, что постепенный рост культуры пробиотика L. plantarum свидетельствует о его высокой микробиологической и биохимической активности, и перспективности использования в биотехнологии функциональных продуктов из гидробионтов. 3. Получены образцы углеводного биополимера (пребиотик) – альгината натрия из бурых водорослей. Разработана технологическая схема получения альгината натрия из бурых водорослей семейства фукусовых Fucus vesiculosus и Ascophyllum nodosum. Показано, что выход продукта из Fucus vesiculosus в полтора раза превышает аналигичную характеристику для Ascophyllum nodosum. Даны рекомендации по использованию альгината натрия в качестве пребиотика при изготовлении высокофункциональных рыбных фаршей, соусов и паст (майонезный соус, шоколадная паста) и новых видов аналоговой продукции (крабовых и гребешковых долек). Получены пребиотики: сульфированный гетерополисахарид – фукоидан и моносахарид – фукоза из фукусовых водорослей для их дальнейшего использования при создании синбиотических функциональных пищевых продуктов. https://doi.org/10.1080/01932691.2019.1611437 http://pgia.ru/content/2019/02/Abstracts_PAR_2019.pdf https://kuleuvencongres.be/ecis2019/ecis-2019-posters-020919.pdf 4. Разработана рецептура и технология майонезного соуса с использованием симбиотических функциональных пищевых ингредиентов: полисахариды ламинарии, икра морских ежей. Продукт обладает отличными вкусовыми качествами и реологическими свойствами, высокой стабильностью к расслаиванию, высокой биологической и пищевой ценностью. Разработана рецептура и технология изготовления шоколадной пасты на основе изолята рыбного белка, исследовано качество нового пищевого продукта, признанного отличным по комплексу органолептических и физико-химических показателей. Установлена принципиальная возможность использования в рецептуре шоколадной паст альгината натрия, частично заменяющего крахмал. 5. Разработана технология получения рыбного фарша с высокофункциональными свойствами из костно-мышечных отходов от разделки трески на филе. В технологическую схему включена операция многократной промывки сырья, необходимая для полного удаления жира и летучих азотистых соединений, придающих фаршу специфический рыбный запах. Разработана рецептура и технология изготовления нового вида формованной пищевой продукции «Дольки деликатесные» из фарша с высокофункциональными свойствами с использованием в рецептуре пробиотиков (альгината натрия). Использован метод экструзии многокомпонентной фаршевой смеси с последующим закреплением формы изделия кратковременным бланшированием. Показано, что введение синбиотических культур в рецептуру приводит к улучшению физико-химических, биохимических, микробиологические и реологических свойств готовой продукции, повышению ее пищевой и биологической ценности. https://elsevier.conference-services.net/secureProgramme.asp?conferenceID=4294&uID=868397 6. Разработана технология изготовления хлебобулочных изделий с добавлением жира печени трески. Установлено влияние ингредиентов–улучшителей (жир печени трески, растительное масло) на клейковину пшеничной муки. Установлена оптимальная дозировка жира печени трески, вносимого в хлебобулочные изделия. Предложено использование в рецептуре хлебобулочных изделий изолята рыбного белка (ИРБ) с целью увеличения белковой составляющей, а также улучшения органолептических характеристик хлебобулочных изделий. Определена необходимая дозировка изолята рыбного белка. https://doi.org/10.1088/1755-1315/302/1/012019

Аннотация результатов, полученных в 2020 году
Проект посвящен разработке новых технологических решений в области переработки недоиспользованных объектов морского промысла, вылавливаемых в Арктическом регионе. Цель исследований – создание продукции широкого ассортимента, обладающей повышенной пищевой и биологической ценностью, на основе использования методов воздействия на сырьё, которые позволяют максимально сохранить его полезные свойства и сбалансировать состав (применение щадящих режимов обработки, ферментов, микроорганизмов и др.). Научная значимость исследований заключается в разработке научно обоснованных ресурсосберегающих технологий при переработке недоиспользуемых биологических ресурсов Северных морей и создании сбалансированной продукции, с высоким уровнем качества, отвечающей требованиям потребителей, в соответствии с задачами Концепции развития рыбного хозяйства России на период до 2020 года. Заключительный этап проекта (второй год) посвящен разработке биотехнологий пищевых продуктов с использованием недоиспользуемых объектов промысла, установлению сроков хранения разработанной продукции, разработке и утверждёнию технической документации (ТУ и ТИ) на новые виды созданной пищевой продукции. Разработаны технологии (и рецептурные композиции) для получения новых пищевых продуктов, обладающих высокой пищевой и биологической ценностью, с использованием недоиспользуемых объектов промысла, включающих некоторые виды рыб (северная путассу), беспозвоночных животных (морские ежи) и водоросли (ламинариевые и фукусовые): - новый ассортимент пастеризованных и трёхчетвертных консервов. Выбран режим пастеризации для пастеризованных консервов. Рассчитан фактический стерилизующий эффект трёхчетвертных консервов; - консервов в желе с использованием структурированных пищевых заливок на основе полиэлектролитных комплексов желатины с полисахаридами. Определено, что термическая обработка консервов в желе приводит к ухудшению реологических свойств исследуемых систем; - сыровяленых колбасных изделий обогащенных пробиотическими микроорганизмами. Выбран штамм L. plantarum, в качестве потенциальной стартовой культуры, обеспечивающей улучшение органолептических показателей продукта и проявляющей наилучший микробиологический рост во время сушки; - хлебобулочных изделий с добавлением жира печени трески и изолятом рыбного белка (ИРБ). Определено, что добавление ИРБ замедляет процесс черствения продукта. Усовершенствованы технологии: - майонезного соуса и шоколадной пасты. Обосновано использование в рецептуре майонезного соуса альгината натрия в качестве пищевой добавки (пребиотика) улучшающей реологические свойства готовой продукции; - рыбных белковых изолятов из недоиспользуемых объектов промысла. Установлено, что температура процесса (на стадии растворения белков) должна быть не выше 30 °С. Даны рекомендации по использованию рыбных изолятов при изготовлении пищевых продуктов. В условиях, приближенных к промышленным, выработаны опытные партии продукции, которые затем были заложены на хранение с целью установления их сроков годности и сроков хранения. В процессе хранения с выбранной для каждого продукта периодичностью проводились исследования показателей качества в соответствии с разработанными в нормативной документации для каждого вида изделий требованиями, а также по показателям безопасности, установленными в ТР ЕАЭС 040/2016 и ТР ТС 021/2011 на соответствующую продукцию. Проведенные микробиологические исследования позволили установить срок хранения разработанных продуктов. Установлено, что майонезный соус и шоколадная паста хранятся при температуре от плюс 1 °С до плюс 5 °С не более 10 суток, пастеризованные консервы – 18 месяцев, деликатесные дольки – 3 суток. Замораживание (при температуре не выше минус 18 °С) позволяет увеличить срок хранения деликатесных долек до 60 суток. Работы по исследованию качества трёхчетвертных консервов в хранении продолжаются. Определены физико-химические показатели разработанных продуктов: массовые доли влаги, золы, поваренной соли, жиров/липидов, белков, углеводов. Полученные результаты свидетельствуют о сбалансированном составе и высокой пищевой ценности продуктов. По своим реологическим характеристикам разработанные продукты соответствуют необходимым требованиям, предъявляемым к продуктам данной категории. Разработана и утверждена техническая документация на продукцию (Технические условия, ТУ; Технологические инструкции, ТИ), сопровождающая промышленный выпуск. - ТУ Консервы пастеризованные из филе форели с кусочками ананаса в оливковом масле; - ТИ по изготовлению консервов пастеризованных из филе форели с кусочками ананаса в оливковом масле; - ТУ Майонезный продукт; - ТИ по изготовлению майонезного продукта; - ТУ Дольки «Деликатесные»; - ТИ по изготовлению долек деликатесных; - ТУ Шоколадная паста; - ТИ по изготовлению шоколадной пасты; - ТУ Колбаски рыбные сыровяленые на основе фарша северной путассу с молочнокислыми бактериями; - ТИ по изготовлению колбасок рыбных сыровяленых на основе фарша северной путассу с молочнокислыми бактериями. Получен патент Российской Федерации на изобретение «Майонезный соус» (Пат. № 2733074, заявл. 27.11.2019 г.) Все запланированные работы по проекту выполнены. По результатам выполненных исследований опубликована статья в научном журнале Polymers (Q1). Подготовлены две другие статьи, которые находятся на рассмотрении в редакциях журналов, индексируемых в базах Web of Science и/или Scopus. Ссылки на информационные ресурсы в сети Интернет, посвященные проекту: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/403/1/012003/pdf https://doi.org/10.3390/polym12020266 https://doi.org/10.18502/kls.v5i1.6031 https://doi.org/10.18502/kls.v5i1.6143 https://doi.org/10.18502/kls.v5i1.6075 https://doi.org/10.18502/kls.v5i1.6011 https://dalrybvtuz.ru/nfiles/news2/15500.pdf